摘要：選取美人蕉、石菖蒲和傘草3種湖北省十堰百二河流域常見的優(yōu)勢植物作為研究對象，構(gòu)建百二河污染水體治理生態(tài)浮床，對3種植物在受農(nóng)家樂生活污水污染的水體中的生長特性及水質(zhì)凈化能力和營養(yǎng)元素累積能力的差異進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明，3種植物均能有效吸收和凈化污染水體中的氮磷和有機(jī)質(zhì)，但是性能差異顯著，夏季CODcr的去除率為47.3%～75.6%，TN的去除率為36.7%～54.7%，TP的去除率為57.3%～83.4%，高低排序均為美人蕉>石菖蒲>傘草，冬季石菖蒲優(yōu)于美人蕉；植物生物量的增長美人蕉最大，石菖蒲次之，傘草最小；營養(yǎng)累積率上看，生長期植物的地上組織部分氮含量較高，衰亡期則往根部轉(zhuǎn)移，石菖蒲磷累積率不論冬夏地下部分都高于地上部分，可以定時(shí)收割不同組織轉(zhuǎn)移水體中的營養(yǎng)鹽。通過對比分析，認(rèn)為美人蕉和石菖蒲作為該地區(qū)的浮床植物具有較大優(yōu)勢，進(jìn)行混栽可提高生態(tài)多樣性。

關(guān)鍵詞：水生植物；生態(tài)浮床；氮磷吸收；污染水體；水質(zhì)改善

中圖分類號： X52文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0475-05

生態(tài)浮床技術(shù)是運(yùn)用無土栽培技術(shù)，利用生態(tài)工學(xué)原理，人工將植物種植在載體上，通過植物根部的吸收和吸附作用，削減水體中的COD、氮、磷等污染物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)因造價(jià)低廉、運(yùn)行簡單、具有較好的景觀效益等優(yōu)點(diǎn)，已成為一種應(yīng)用較廣的生態(tài)處理技術(shù)[1-6]。

當(dāng)前關(guān)于生態(tài)浮床植物的遴選是很多學(xué)者的研究重點(diǎn)之一，不同植物種類生長所需的環(huán)境條件、營養(yǎng)鹽的吸收及在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是不同的，不同植物類型的浮床氮、磷去除效果會有較大差異[7-9]。目前研究較多的是針對植物的適應(yīng)能力和水質(zhì)凈化能力，而關(guān)于處理農(nóng)家樂生活污水的植物的生長特性及植物自身對營養(yǎng)元素吸收規(guī)律探討方面報(bào)道較少。本研究選取湖北省十堰百二河流域常見的3種浮床植物美人蕉、石菖蒲和傘草，通過研究3種植物在不同季節(jié)沿途受農(nóng)家樂生活污水污染的河水中的生長特性及對水體中水質(zhì)指標(biāo)處理能力的差異，并對冬夏兩季營養(yǎng)元素累積能力進(jìn)行分析，遴選出適合該地區(qū)的優(yōu)勢植物，為十堰百二河及周邊地區(qū)的水質(zhì)凈化、植物生態(tài)浮床系統(tǒng)的構(gòu)建和推廣應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

用40 cm（長）×28 cm（寬）×30 cm（高）的塑料收納箱，試驗(yàn)時(shí)加入20 L水樣。采用厚度約1.5 cm的聚乙烯塑料泡沫板為載體，打孔種植水生植物，植物覆蓋率為30%左右。水箱放置在實(shí)驗(yàn)室的陽臺上。

結(jié)合十堰當(dāng)?shù)貧夂驐l件并綜合考慮植物篩選原則選取美人蕉、石菖蒲、傘草3種當(dāng)?shù)爻Ｒ姷牟⒕哂幸欢ㄉL優(yōu)勢的植物作為研究對象。植物種類及生物學(xué)特性見表1。表1試驗(yàn)植物種類及生物學(xué)特性

植物種類科名生活環(huán)境生長期習(xí)性美人蕉美人蕉喜溫暖濕潤氣候，不耐霜凍春秋多年生草本傘草莎草喜溫暖濕潤，耐半陰春秋多年濕生挺水植物石菖蒲天南星喜冷涼濕潤氣候，耐寒春秋多年生草木

試驗(yàn)用水取自百二河河水，主要污染源有周邊農(nóng)家樂生活污水、居民生活污水、雨水徑流污染及底泥中的營養(yǎng)物質(zhì)釋放。經(jīng)測定試驗(yàn)水質(zhì)COD、TN、TP濃度平均值分別為107、15、3.7 mg/L。根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中對5類水的上限規(guī)定，該水質(zhì)為劣V類水。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014年8月5日至9月22日（夏季）和11月10日至12月10日（冬季）間進(jìn)行。夏季試驗(yàn)共設(shè)4組處理，其中3個(gè)植物組和1個(gè)對照組，冬季試驗(yàn)則設(shè)置3組處理，2個(gè)植物組和1個(gè)對照組，每組試驗(yàn)組設(shè)3次重復(fù)，試驗(yàn)前將生長情況良好、植株長勢均勻的植物洗凈后放在清水中饑餓培養(yǎng)后再于試驗(yàn)開始時(shí)移入試驗(yàn)箱固定在載體上。每組處理種植1株植物，并將美人蕉、傘草、石菖蒲和空白組分別編號，記為1、2、3、4，對照組箱子內(nèi)僅為河水。每隔2 d于第3天的上午10：00采集各組的水樣，每次在箱子的上部、中部和下部取樣，混合均勻以消除誤差，每次取樣約50 mL，測定化學(xué)需氧量（CODcr）、總氮（TN）、氨氮（NH+4-N）、總磷（TP）、溫度、溶解氧（DO）等，并定期補(bǔ)充因蒸騰作用而蒸發(fā)的水分。在試驗(yàn)過程中觀察植物的生長狀況，并于開始和結(jié)束時(shí)測定植物的株高及根長等生長指標(biāo)和植物體內(nèi)營養(yǎng)元素的累積率，因冬季試驗(yàn)過程中植物出現(xiàn)枯萎落葉狀況，因此植物生長狀況只統(tǒng)計(jì)夏季。

1.3樣品處理和數(shù)據(jù)分析

植物處理：將試驗(yàn)前后的整株植物，連同地下部分洗凈、晾干，將植物分為地上部分和地下部分，并稱量鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，研磨以分析植物體內(nèi)營養(yǎng)元素含量，植物體內(nèi)氮磷經(jīng)過濃硫酸+過氧化氫消煮后測定。每個(gè)植物樣品3次重復(fù)來校驗(yàn)誤差。

水質(zhì)測定：按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（國家環(huán)境保護(hù)總局，2002），總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，總磷采用鉬酸銨分光光度法，氨氮采用納氏試劑分光光度法，化學(xué)需氧量采用重鉻酸鉀法，用雷磁便攜式多參數(shù)分析儀（DZB-718）測定溶解氧等。

累積率=（試驗(yàn)后植物氮磷含量-試驗(yàn)前植物氮磷含量）/試驗(yàn)前植物氮磷含量。

數(shù)據(jù)采用SigmaPlot 12.5和Excel 2010軟件進(jìn)行分析處理。

2結(jié)果與分析

2.1植物的生長狀況

在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)分別測定不同處理組內(nèi)3種植株的株高、根長和總質(zhì)量，計(jì)算出各個(gè)試驗(yàn)組的植株增長率、根長增長率和總質(zhì)量的增長情況。

夏季試驗(yàn)期間，3種植物均能正常生長，都有新葉長出、葉片增大、株高增高，植物根系增長明顯，有白色新根長出，具體生長狀況見表2。由表2可知，試驗(yàn)期間，3種植物株高、根長都有明顯增加。其中，美人蕉長勢明顯好于其他2種植物，葉片增長較快，根系增長較多且新生大量幼根，株高增長率、根長增長率分別為20.1%和62.2%，顯示出了較強(qiáng)的生長能力；石菖蒲次之，2項(xiàng)指標(biāo)增長率分別為14.9%和30.8%，其分蘗數(shù)最多，根系也較為發(fā)達(dá)；傘草在此次試驗(yàn)中生長情況一般，株高和植物量增加最小。

2.2水質(zhì)指標(biāo)去除效果

3種浮床植物對污染水體起到了明顯的凈化效果。試驗(yàn)前后，水體變化明顯；由試驗(yàn)前的渾濁并有明顯的腥臭味逐漸變清，異色異味消失。其中，美人蕉和石菖蒲試驗(yàn)組內(nèi)水體透明度增加較快，傘草在此期間效果一般。除了感官性狀有明顯改善外，各試驗(yàn)組內(nèi)的各污染物質(zhì)含量均有明顯下降。

2.2.1水中化學(xué)需氧量的濃度變化污水中的污染物可通過微生物降解、植物根系截留、吸附等形式去除。COD是衡量水體中有機(jī)物質(zhì)量濃度的指標(biāo)，濃度越高，表示污染越嚴(yán)重。不同季節(jié)各組對COD的去除效果如圖1所示。夏季試驗(yàn)中，經(jīng)過40多天的運(yùn)行，3種水生植物對水體中COD均有較好的去除效果且與空白對照差異顯著。去除率分別為756%、47.3%、65.9%和16.9%。美人蕉植物組的去除效果最好，石菖蒲次之，傘草較差，但均好于對照組。冬季試驗(yàn)COD的去除效率明顯較夏季偏低，試驗(yàn)初期美人蕉的去除率最好，隨著時(shí)間的推移，石菖蒲表現(xiàn)出更好的去除效率，這與溫度降低對植物生長影響有關(guān)。

2.2.2水中氨氮的濃度變化不同試驗(yàn)組對氨氮的去除效果如圖2所示，各試驗(yàn)組對氨氮的去除變化趨勢總體都是下降的，前期下降較快，后期趨于平緩。植物組在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)均對氨氮有較高的去除率，明顯高于對照的空白試驗(yàn)組，去除效果為美人蕉>石菖蒲>傘草>空白，去除率分別為92.2%、82.4%、66.7%和25.5%。污染水體中的氨氮一部分通過植物吸收和揮發(fā)作用去除，而大部分是通過根際微生物的硝化作用和反硝化作用去除的。試驗(yàn)過程期間的水溫一般在 20 ℃ 左右，屬于N最佳去除溫度范圍（20～25 ℃）內(nèi)[10-11]，因此試驗(yàn)過程中氨氮的去除作用較顯著，達(dá)到80%以上。

2.2.3水中總氮的濃度變化由圖3可以看出，夏季3種植物對總氮的去除具有明顯的效果。由于試驗(yàn)開始之前的適應(yīng)性培養(yǎng)，植物在試驗(yàn)開始時(shí)并未表現(xiàn)出不適應(yīng)性，表現(xiàn)出了較高的去除效率，隨著時(shí)間的推移，去除速率逐漸下降，最后趨于平穩(wěn)。對比不同試驗(yàn)組可以看出，3種水生植物對總氮的去除作用差異較為顯著，美人蕉>石菖蒲>傘草>空白，去除率分別為54.7%、467%、36.7%、20%。冬季試驗(yàn)溫度較低，植物生長狀態(tài)和微生物活性都不如夏季，以至對水體的去除率都低于夏季，石菖蒲和美人蕉最終去除率為33%、19%。

2.2.4水中總磷的濃度變化生態(tài)浮床對磷的去除途徑包括植物根系對SRP的吸收利用和對顆粒態(tài)磷的滯留、根際微生物對SRP 的吸收和對有機(jī)磷的礦化[12]。溫度、氣候、植物種類、水上與水下植物組織間磷素轉(zhuǎn)移及釋放等因素影響植物對磷的去除性能[13-15]。

由圖4可見，不同試驗(yàn)組對總磷均有較好的去除效果，不同試驗(yàn)組間去除效果差異顯著，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)美人蕉去除效果明顯好于其余3個(gè)試驗(yàn)組，石菖蒲次之，傘草和空白效果較差。去除率分別為83.4%、72.2%、57.3%和16.5%。冬季不論從凈化效果還是植物生長狀況都與夏季差距明顯，石菖蒲和美人蕉的去除率分別為54%、39%。

2.3植物體內(nèi)氮磷累積

在生態(tài)浮床的各種水質(zhì)改善途徑中，植物體對氮磷的吸收和根際微生物的反硝化脫氮作用能將氮磷移出水體，起到控制水體富營養(yǎng)化的作用。為了剖析植物吸收在水質(zhì)改善中的貢獻(xiàn)，對試驗(yàn)前后植物體內(nèi)的氮磷累積率及生物量進(jìn)行了檢測，結(jié)果如圖5和圖6所示。

從圖5中可以看出，3種植物經(jīng)過40多天的培養(yǎng)，植株生物量有了明顯增加，美人蕉由63 g增長到82 g，增長率達(dá)到30%；石菖蒲次之，由57.7 g增長到72.3 g，增長率為254%；傘草則由63 g增長到73 g，增長率為15.9%，表明在處理百二河污水過程中，傘草對于富營養(yǎng)化水體的適應(yīng)性及去除效率均低于石菖蒲及美人蕉。

圖6顯示，試驗(yàn)植物對水體中的氮磷均有不同程度的吸收，夏季試驗(yàn)的吸收累積率明顯高于冬季試驗(yàn)。氮素的最高累積率為46%，磷素的最高累積率為36%。夏季試驗(yàn)，對氮素和磷素的累積能力，美人蕉均是莖葉高于根部；石菖蒲對氮的累積能力是莖葉大于根部，對磷的累積能力則相反；傘草在3種植物中累積率最低，莖葉對氮磷的累積均高于根部。美人蕉和菖蒲對氮、磷的季節(jié)累積能力差異顯著，根部和莖葉部分的累積能力差異較明顯，在冬季試驗(yàn)中，根部對氮磷的累積能力均大于莖葉。石菖蒲的累積能力則大于美人蕉，與夏季試驗(yàn)相反。

植物吸收對于富營養(yǎng)水體中氮素的去除具有十分重要的作用。夏季試驗(yàn)前后，美人蕉共計(jì)從水體富集氮素 61.4 mg，石菖蒲和傘草則分別為46.6、30.3 mg，分別占系統(tǒng)去除率的37.4%、33.3%、27.5%，其余部分則是由吸附沉降微生物等作用去除的；對于磷素，累積能力為美人蕉>石菖蒲>傘草，從水體中累積分別為5.89、4.68、2.69 mg，對系統(tǒng)去除貢獻(xiàn)率分別為9.5%、8.8%、6.3%，表明磷素在水體降解過程中植物的吸收并不是占主導(dǎo)作用，污染水體中的TP主要是通過化學(xué)沉淀、藻菌細(xì)胞的合成、物理吸附等作用去除的。雖然植物體吸收作用對系統(tǒng)去除的直接作用有限，但是植物根系聚集的微生物是同化吸收磷素的主要因素，因此植物在系統(tǒng)中的作用十分關(guān)鍵。

通過對植物體內(nèi)氮、磷累積率的分析，可知所選植物的不同組織在不同季節(jié)富集氮磷的能力不同，對整個(gè)系統(tǒng)的凈化效率產(chǎn)生重要影響，因此在后續(xù)的運(yùn)用生態(tài)浮島治理富營養(yǎng)化水體植物管理過程中，可采取定時(shí)收割不同植物組織的方法，既能將植物吸收轉(zhuǎn)化的營養(yǎng)鹽從水體中轉(zhuǎn)移出來，又能保持植物再生能力。

2.4試驗(yàn)組的DO特性

DO作為一個(gè)表征水環(huán)境的重要指標(biāo)，反映了水環(huán)境的物理、化學(xué)和生物特征。DO對于水體中亞硝酸鹽氮的去除、水體中氨氮的轉(zhuǎn)化和支持微生物的新陳代謝具有重要作用。盡管到目前為止，水生植物的曝氧能力還沒有統(tǒng)一的范圍，但是有研究指出，一些挺水植物的根系釋氧速率為0.25～9.6 mg/（m2·d），沉水植物的釋氧速率為0.5～5.2 mg/（m2·d）[16-17]。由表3可以看出，試驗(yàn)期間不同試驗(yàn)組內(nèi)的DO水平差異顯著。由于植物移栽到新的環(huán)境中時(shí)需要一個(gè)適應(yīng)階段，輸氧作用暫時(shí)較弱，隨著時(shí)間推移植物適應(yīng)新環(huán)境，DO含量開始升高。美人蕉試驗(yàn)組的DO含量最高，在水體中的泌氧略高于石菖蒲，傘草最低。這是由于美人蕉和石菖蒲均具有較發(fā)達(dá)和粗壯的根系向水中泌氧及水體與空氣交換的結(jié)果。較高的DO有利于硝化反應(yīng)的發(fā)生，而且還有利于生物好氧吸磷作用和抑制底泥磷的釋放。從這一側(cè)面也可反映出不同試驗(yàn)組對污染物的去除效果，與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果吻合。

3討論

在試驗(yàn)期間，3組水生植物對污染水體中化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷均表現(xiàn)出良好的去除效果，雖然最終試驗(yàn)過程中水質(zhì)還沒有達(dá)到V類水標(biāo)準(zhǔn)，但是水體中CODcr、氨氮、TN和TP的質(zhì)量濃度明顯下降，濁度降低，透明度增加，水質(zhì)得到較好改善。試驗(yàn)采用的3種植物美人蕉和石菖蒲根系濃密，傘草相對稀疏。而植物根系對污染物的吸附、吸收作用是浮床植物凈化污染水體的重要途徑，濃密的根系不僅可以增加對水體懸浮物的吸附及有助于根際向水體中釋氧，形成根際好氧-缺氧小環(huán)境，同時(shí)還可為微生物提供良好的棲息場所，有助于增加微生物種類和數(shù)量，從而提高對污染河水的凈化效率。

隨著植物的生長及根系的增加，浮床植物對有機(jī)物的去除效率逐漸提高，這是因?yàn)橛袡C(jī)物的去除主要是依靠植物的吸收及根際微生物的降解作用[18]。石菖蒲和美人蕉的根系及水體中的發(fā)育狀況好于傘草，可能原因是此濃度的富營養(yǎng)化水體對傘草具有一定的抑制作用，有研究表明水體富營養(yǎng)化程度過高會抑制植物的生長，植物對N、P的去除能力也明顯下降[19]；美人蕉的根系形態(tài)與石菖蒲的不同致使兩者對污染物的吸收和輸氧能力有差異，美人蕉的效率高于石菖蒲，這與卜發(fā)平等研究的結(jié)果[20]一致?？瞻自囼?yàn)組中期的CODcr起伏變化是由于較適宜的溫度和較高的營養(yǎng)鹽濃度為藻類的繁殖創(chuàng)造了良好的條件，試驗(yàn)中期水體中產(chǎn)生藻類所致。而石菖蒲和美人蕉由于較強(qiáng)的化感作用及茂盛的枝葉對陽光的遮擋，在這2組試驗(yàn)中并未出現(xiàn)藻類，具有很好的抑藻效果。CODcr在中期的小幅波動可能是由于生長過程中部分腐爛根部及吸附的固體有機(jī)顆粒分解向水體中釋放有機(jī)物所致。冬季試驗(yàn)中，由于溫度的降低，微生物活性減弱，植物生命活動也變得微弱。美人蕉中期葉片枯黃后期莖葉枯萎，而石菖蒲較為耐寒，在低溫條件下仍能保持正常的生命活動，因此在冬季的去除效果美人蕉低于石菖蒲。從試驗(yàn)植物的生物量、根系發(fā)達(dá)程度及季節(jié)影響等綜合分析，美人蕉和石菖蒲是較好的浮床植物。

浮床植物在生長過程中生物量逐漸增大，對污染水體中氮元素的吸收量逐漸增加，植物發(fā)達(dá)的根系對水中懸浮物的吸附量也不斷增加。另外，發(fā)達(dá)的根系使得根際輸氧能力提高，水中的溶解氧增多，為水體中的好氧微生物特別是根際好氧微生物的生長發(fā)育和繁殖創(chuàng)造了條件[21]。植物組織及根際微生物吸收、根際微生物分解與轉(zhuǎn)化有機(jī)氮，是去除污染水體中氮素的主要途徑。試驗(yàn)期間氮素含量出現(xiàn)的動態(tài)變化是由于試驗(yàn)為靜態(tài)模擬去除試驗(yàn)，因此某些固態(tài)顆粒容易在初期首先發(fā)生沉降吸附作用而使得水體內(nèi)TN的含量快速降低；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，沉降作用已不占優(yōu)勢，沉積物中的氮含量已經(jīng)高于上覆水中的氮素含量，原本以顆粒態(tài)存在的有機(jī)氮則會以溶解態(tài)的形式重新回到上覆水中去，使TN的去除呈現(xiàn)平緩及小波浪動態(tài)變化；試驗(yàn)后期，隨著水體中底物濃度的不斷降低、植物根基腐爛和部分微生物死亡生物膜脫落，有機(jī)氮又返回到水體中，TN的去除速率更低，在呼吸作用占主導(dǎo)的夜晚甚至出現(xiàn)了回升的趨勢。從冬季試驗(yàn)的變化曲線來看，美人蕉最后TN去除率上升，是由于受溫度影響微生物活動微弱，而植物體生理機(jī)能退化，植物枯萎落葉及根基腐爛使有機(jī)氮分解返回水體中的緣故。

磷素的去除主要通過根際微生物的同化作用及物理化學(xué)吸附作用，植物吸收的直接貢獻(xiàn)相對較小。生長越旺盛、根系越發(fā)達(dá)，對水體的釋氧效果越好，利于根際不同類型微生物的生長，越有利于磷的去除。試驗(yàn)初期磷的去除主要通過吸附沉淀作用使得水體中的磷快速減少，后期主要依靠好氧的聚磷菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化去除，夏季試驗(yàn)過程中對不同試驗(yàn)組的植株及根系發(fā)育情況和對DO的檢測顯示美人蕉試驗(yàn)組優(yōu)于其余2組植物試驗(yàn)組，因此美人蕉試驗(yàn)組的去除效果要優(yōu)于其余試驗(yàn)組。冬季受到溫度影響，低溫條件下微生物活性受到抑制，美人蕉冬季枯萎，吸收效率降低，因此水質(zhì)凈化效果相對較差。

對植物體內(nèi)營養(yǎng)元素累積率進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)夏季試驗(yàn)中植物的地上部分氮素累積量高于地下部分。植物體內(nèi)氮磷累積率不僅可以反映出植物不同部位對營養(yǎng)元素的積蓄能力差異同時(shí)也可以反映出營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律[22]。有研究表明營養(yǎng)物會隨著植物的生長狀態(tài)在植物地上與地下部分進(jìn)行“回流”。營養(yǎng)轉(zhuǎn)移是植物保持營養(yǎng)機(jī)制的方式之一，對競爭、營養(yǎng)吸收、生產(chǎn)力等過程產(chǎn)生重要影響[23-24]。夏季試驗(yàn)期間的植物處于生長初期，分生組織發(fā)達(dá)，生長速度快，對氮磷等營養(yǎng)元素的需求量大，根部會將營養(yǎng)物質(zhì)輸送至地上部分的莖葉，促使其快速生長發(fā)育。因此在初期，植物根部的氮素含量比莖葉高，但在后期莖葉的氮含量則比根部累積得多。石菖蒲根部對磷素的累積能力強(qiáng)可能是由于其生長狀態(tài)決定的，石菖蒲在莖葉生長到一定程度后根部的生長速率要高于其莖葉的生長速率，以至磷素在根部的累積超過莖葉部分。冬季試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)植物衰亡期會使地下部分的營養(yǎng)元素累積能力較地上部分高。這為收割管理浮床植物以將營養(yǎng)鹽從水體中轉(zhuǎn)移提供了較好的理論基礎(chǔ)。根據(jù)植物對營養(yǎng)鹽需求吸收的閾值，合理選擇收割方式及收割時(shí)間，更好地發(fā)揮植物對水質(zhì)的凈化作用。考慮到吸收效率及季節(jié)影響，可以將石菖蒲與美人蕉在百二河地區(qū)進(jìn)行混合栽種，既可以保證全年浮床系統(tǒng)的正常運(yùn)行又可以增加生態(tài)多樣性和景觀效應(yīng)。

4結(jié)論

本研究進(jìn)行了湖北省十堰當(dāng)?shù)氐拿廊私丁⑹牌押蛡悴葑鳛樯鷳B(tài)浮床植物，用于百二河流域水質(zhì)改善的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，美人蕉、石菖蒲和傘草3種植物均適應(yīng)在當(dāng)?shù)厥苻r(nóng)家樂污水污染程度較重的水體中培植，都能有效地吸收富營養(yǎng)化水體中的氮、磷等污染物，恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境，同時(shí)可美化水域環(huán)境，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和景觀效益。

綜合植物的生長狀況、水質(zhì)的凈化效果和植物的篩選原則，試驗(yàn)水體中污染物濃度與植物生長周期、根毛發(fā)達(dá)程度、溫度等因素有關(guān)。夏季試驗(yàn)中，美人蕉對水體的綜合凈化效果要好于石菖蒲和傘草，CODcr、氨氮、TN和TP的去除效率分別為75.6%、92.2%、54.7%、83.4%，石菖蒲組的為65.9%、82.4%、46.7%、72.2%，傘草試驗(yàn)組的最低，分別為47.2%、66.7%、36.7%、57.3%。冬季試驗(yàn)則相反，石菖蒲好于美人蕉。對試驗(yàn)組的植株及根系發(fā)育情況和對DO的檢測發(fā)現(xiàn)，美人蕉和石菖蒲均可作為優(yōu)選的浮床植物。

試驗(yàn)期間，不同植物組織的氮磷累積量和累積能力差異顯著。夏季累積能力高于冬季。氮素的最高累積率為46%，磷素的最高累積率為36%，夏季美人蕉對氮磷的累積能力莖葉大于根部，冬季則相反；菖蒲對氮磷素累積能力根部大于莖葉。植物生長狀態(tài)與營養(yǎng)元素之間的流動存在相關(guān)性。針對不同組織的累積特點(diǎn)可進(jìn)行美人蕉與石菖蒲混栽，采取定時(shí)收割植物組織的方法將營養(yǎng)鹽從水體中轉(zhuǎn)移出來，提高了生物對氮磷的去除率，同時(shí)可增加生物多樣性和提高景觀效益。

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